視網膜色素變性（Retinitis pigmentosa，RP）和視網膜營養不良是一類由視網膜光感受器細胞退化導致的遺傳性疾病，可造成進行性視力喪失。盡管基因研究取得了進展，但有效治療方法仍然有限，這使得創新研究模型的開發變得至關重要。類器官和Multi Channel Systems公司的網狀微電極陣列Mesh MEA（MEA，也稱多通道微電極陣列）技術已成為研究這些疾病的有力工具，為視網膜功能研究和潛在治療策略提供了新見解。

類器官：視網膜疾病模型的突破性進展

由人多能干細胞（hPSC）衍生的視網膜類器官可模擬人類視網膜的細胞結構和功能，形成與之相似的三維形態的生理相關模型。這些自組織結構包含光感受器細胞、視網膜神經節細胞（RGC）和雙極細胞等關鍵視網膜細胞類型，是研究RP及其他視網膜營養不良發病機制的理想模型。

通過使用患者來源的誘導多能干細胞（iPSC），研究人員能構建攜帶RP致病基因突變的患者特異性視網膜類器官。該方法可用于研究疾病進展、識別早期疾病相關的生物標志物，并以個體化方式測試基因編輯或藥物干預效果。

Mesh MEA：窺探視網膜神經節細胞功能的窗口

雖然視網膜類器官能復現視網膜結構，但評估其功能活性對于理解相關疾病的病理機制和治療效果至關重要。視網膜神經節細胞是視網膜中電活動最活躍的細胞，但因其位于類器官的中心區域，傳統MEA技術難以記錄其信號。Multi Channel Systems公司的Mesh MEA為此提供了創新性的解決方案，可有效測量位于類器官中心視網膜細胞的電生理活動。

Mesh MEA采用柔性聚酰亞胺網狀結構，在網格節點處分布60個電極。當視網膜類器官被置于網狀結構上時，細胞會遷移穿透網格，使類器官圍繞網格生長發育，從而使電極能夠記錄位于類器官中央的RGC信號。這項新技術能更有效地測量細胞自發的電活動、神經網絡的連接性及光刺激響應。

通過將Mesh MEA與視網膜類器官整合，研究人員能夠：

• 表征患者來源類器官的疾病特異性功能缺陷
• 測試藥物化合物對視網膜活性的影響
• 通過監測靶向干預后的電生理信號改善情況來評估基因治療效果

推進治療策略

類器官技術與Mesh MEA記錄的結合為藥物研發和精準醫療提供了強大平臺。例如，林茨約翰內斯開普勒大學細胞與分子眼科學研究小組利用我們的Mesh MEA，研究了RP相關基因（PRPF31）對RGC發育和存活的影響。初步數據表明，視網膜類器官在Mesh MEA上的存活率較普通MEA相比有較明顯的提升，可實現RGC電活動長達數天甚至數周的持續記錄。

在體外培養50天的視網膜類器官接種于經GFR Matrigel（生長因子人工基質）包被處理的MEA200/30iR-3D微電極陣列15天后，視網膜類器官結構完整性喪失，并在MEA表面鋪展開來。（圖像由林茨約翰內斯開普勒大學提供）。

在體外培養50天的視網膜類器官接種于經GFR Matrigel（生長因子人工基質）包被處理的MEA200/30iR-2D微電極電極陣列，2天后，視網膜類器官呈現單細胞鋒電位活動（spikes）及局部場電位LFP（圖像由奧地利林茨約翰內斯開普勒大學提供）。

與在經GFR Matrigel包被處理的2D MEA上培養10天的D50視網膜類器官相比，人工收集30天視神經囊泡在Mesh MEA上培養10天后仍保持其結構的完整性，并發育為第1階段視網膜類器官（圖像由奧地利林茨約翰內斯開普勒大學提供）。

Mesh MEA上的視網膜類器官記錄得到的鋒電位和場電位結果圖（圖像由奧地利林茨約翰內斯開普勒大學提供）。

對PRPF31等基因變異在視網膜色素變性(RP)發病機制中作用的深入理解，最終將有助于開發更有效的治療方案并實現早期診斷。

隨著技術進步，類器官與MEA技術的協同效應有望加速RP和視網膜營養不良靶向療法的研發進程，為這些目前無法治愈的疾病帶來潛在治愈可能。
 
結論
視網膜類器官與Mesh MEA技術的整合為退行性視網膜疾病的認知和治療帶來了革命性突破。通過實現患者特異性疾病建模、功能分析和藥物篩選，這些工具正為創新治療策略鋪平道路，有望為RP及其他視網膜營養不良患者恢復視力。